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網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種由多根桿件按一定網(wǎng)格形式通過節(jié)點(diǎn)連接而構(gòu)成大跨度覆蓋的空間結(jié)構(gòu)，具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能較好等優(yōu)點(diǎn)。可用作體育館、影劇院、展覽廳、候車廳、體育場看臺雨篷、飛機(jī)庫。由于實(shí)際大多數(shù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程都較為復(fù)雜和龐大，桿系眾多，施工難度較大。因此。實(shí)際網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程的損傷檢測，現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的靜動力性能，對于掌握網(wǎng)架的實(shí)際工作狀況及后期服役性能，這些都是值得研究的問題。
本研究通過現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，建立網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型并與實(shí)測數(shù)據(jù)分析比較。在實(shí)測的基礎(chǔ)上，利用模態(tài)分析的方法，通過對網(wǎng)架的動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)求出的網(wǎng)架頻率、振型等動態(tài)參數(shù)，并根據(jù)這些實(shí)測的參數(shù)分別進(jìn)行了基于頻率、應(yīng)變等損傷識別方法的分析，結(jié)合有限元分析軟件，利用數(shù)值模擬和實(shí)測數(shù)據(jù)的分析比較，分析現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的損傷狀況結(jié)論。
該網(wǎng)架采用螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼管網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)架由3個焊接球節(jié)點(diǎn)鋼管桁架傳力，豎向采用榀桁架柱支承，屋面板采用復(fù)核彩鋼瓦屋面，樓面及看臺部分采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，屋面網(wǎng)架及桁架柱與樓面完全脫開。
動力測試儀器布置，采用兩個水平拾振器和兩個豎向拾振器，測振儀器采用動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)，通過動態(tài)采集儀器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采用快速傅里葉變換，得出結(jié)構(gòu)的頻率、加速度等信息。
采用環(huán)境激勵的方法分別測試了鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動，并由測試結(jié)果進(jìn)一步分析可得到鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的動力特性。表為在環(huán)境激勵下鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動時域統(tǒng)計規(guī)律特征值。根據(jù)環(huán)境激勵下鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動的時程曲線數(shù)據(jù)，可計算出鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動的功率譜如圖所示。
在外荷載振動情況下分別測試了強(qiáng)迫振動鋼網(wǎng)架響應(yīng)中的水平振動和垂直振動。在固定外荷載振動下，鋼網(wǎng)架水平振動有效值為 ，垂直振動有效值為根據(jù)固定外荷載振動情況下鋼網(wǎng)架響應(yīng)中的水平振動和垂直振動時程值可計算出相應(yīng)的鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動的功率譜如圖。
鋼網(wǎng)架在固定外荷載振動情況下前五階水平振動響應(yīng)和垂直振動響應(yīng)的主要頻率見表。從固定外荷載振動情況下鋼網(wǎng)架水平振動功率譜圖中可知，在此工況下的強(qiáng)迫振動響應(yīng)在頻域的最大值恰好在結(jié)構(gòu)水平振動基頻處。
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